一、教学目标
1.通过试验、多媒体技术的展示,使学生知道什么是多普勒效应这种现象。
2.通过多媒体技术的展示,定性了解多普勒效应的成因。
3.了解多普勒效应的一些应用,并能够运用多普勒效应解释一些简单的现象,并能够做简单的定量计算。
二、重点难点
重点:多普勒效应产生的原因。
难点:对多普勒效应的解释。
三、 教学过程:
事先发学生用分析表(见教学素材之学生用表)
引入课题:
1.【演示清华同方课件:多普勒效应】视频:火车的鸣叫。
当火车向你驶来时,路边的观察者感觉音调变高;当火车离你远去时,感觉音调变低。
2.实验:
第一步:打开蜂鸣器,复习一下声音的三要素:声强——振幅 ,声调——频率(音调由频率决定,频率高音调高;频率低音调低),音色——声音的特色。
第二步:把蜂鸣器缓慢放在不同的位置,使学生感受一下声强并没有什么变化。
第三步:快速移动蜂鸣器,使学生感受一下音调的变化。
3.学生听民航客机和军事飞机的声音。
引出多普勒效应的定义:
一、多普勒效应的定义:由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感到频率变化的现象叫做多普勒效应。
简单介绍多普勒
二、多普勒效应的成因:
铺垫:1.观察水波发出的波形:使学生形象得到波的传播过程,了解波的传播的特点。
2.讲述波源和观察者都静止时:观察者接收到的频率等于波源的频率。
fS=fR=λ/υ边分析边指导学生填写表格(见学生用表)。
为什么会出现使观察者接收到的频率和波源的频率不同的现象呢?
(1)波源不动,观察者运动。
【PPT】进行理论分析
* 朝波源运动:观察者在单位时间内接收到的完全波的个数增多,即接收到的频率增大。
指导学生分析得出,定量计算公式:fR=(u+υ)/λ=(1+υ/u)fS 学生填写在学生用的表格上。
【演示清华同方课件:多普勒效应】——汽车和小人部分,使学生得到感性认识
* 远离波源运动时:观察者在单位时间内接收到的完全波的个数减少,即接收到的频率减小
【演示清华同方课件:多普勒效应】——汽车和小人部分。使学生得到感性认识。
(2)* 观察者不动,波源运动【演示清华同方课件:多普勒效应】
【演示清华同方课件:多普勒效应】(变化部分)
波从波源发出,在均匀介质中以球面波的形式传播,球心为波源的位置。
* 朝观察者运动时:如图波源向右运动,相当于波面的球心向右运动,所以波源右边的波面变得密集,左边的波面变得稀疏,也就是说波源右边的波长变短,左边的变长,因为波在介质中的传播速度不变,所以观察者在单位时间内接收到的完全波的个数增多,即接收到的频率增大。
强调:在多普勒效应中,波源的频率是不改变的,只是由于波源和观察者之间有相对运动,观察者接收到频率发生了变化。
* 远离观察者运动时反之
【演示水波实验】:利用水波干涉衍射演示仪器,直接观察波长的变化。
再进行定量的公式分析,学生填写在学生用的表格上。
【演示清华同方课件:多普勒效应】——汽车和小人部分。使学生得到感性认识
练习题:
1.(2006年全国理综II第16题)频率一定的声源在空气中向着静止的接收器匀速运动。以u表示声源的速度,V表示声波的速度(u<V),f表示接收器接收到的频率。若u增大,则
A.f增大,V增大 B.f增大,V不变
C.f不变,V增大 D.f减少,V不变
2.例题:蜂鸣器的频率是1500HZ,手向前的移动速度约是330m/s,观察者接受到的频率是多少?
小结:当波源与观察者有相对运动时,如果二者相互接近,观察者接收到的频率增大;如果二者远离,观察者接收到的频率减小。
但是观察者运动使 接收频率变化的本质是使观察者感到波速的改变,但是波源运动使频率变化的本质是接收波长的改变。
多普勒效应是波动过程共有的特征,不仅机械波,电磁波和光波也会发生多普勒效应。
三、多普勒效应的应用
【演示清华同方课件:多普勒效应】——应用部分和【PPT】展示各种当代应用图片。
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